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硬X線・軟ガンマ線観測による銀河団内部の非熱的現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J04197
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

内田 悠介  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード軟ガンマ線 / 非熱的放射 / 加速粒子 / シンクロトロン放射 / 偏光
研究実績の概要

X線天文衛星ひとみに搭載された軟ガンマ線検出器(SGD)を用いて,宇宙の非熱的現象を解明することを目的として研究を進めてきた.本年度は,SGDにより唯一観測された天体であるかに星雲の観測結果の解析し天体からの偏光を捉え,その偏光に関する研究を行った.
ひとみ衛星(ASTRO-H)に搭載された軟ガンマ線検出器(Soft Gamma-ray Detector; SGD)の解析は昨年度末に終了し,解析結果に関する議論が進められた.解析の結果は,60-160キロ電子ボルトにおいてかに星雲のシンクロトロン放射で輝くトーラスがおよそ22%偏光していることがわかった.この結果は,過去に行われた別のX線ガンマ線観測結果と比較した時,矛盾のない結果であった.これらの観測結果から,エネルギーが高くると同時に偏光度が高くなる様子がみられた.そこで,かに星雲での偏光度に関するモデル化を行った.
かに星雲はその中心にあるパルサーから電子陽電子がパルサー風として流れ込み磁場と相互作用することでシンクロトロン放射で輝いている.本研究ではシンクロトロン放射による偏光を再現するため,磁気流体力学を考慮したパルサー風星雲内での流体モデルと電子の冷却を考慮した電子のエネルギー分布の変化を組み合わせて計算した.さらに流体が相対論的に動く様子も取り組み解析的に計算を行った.モデルの計算結果は観測結果よりも高い偏光度が得られ,新たな課題を提示した.
以上の研究結果のうちSGDによる観測結果は論文として出版され,全体の内容を高宇連の研究会で発表した.また,モデルの部分も論文としてまとめている.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector2018

    • 著者名/発表者名
      Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 6 ページ: 113-113

    • DOI

      10.1093/pasj/psy118

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ガンマ線偏光の検出を目的としたSi/CdTe半導体コンプトン望遠鏡の性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      内田悠介
    • 学会等名
      第18回高宇連研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] X線天文衛星「ひとみ」搭載SGDによるかに星雲からの偏光ガンマ線の観測2018

    • 著者名/発表者名
      内田悠介、渡辺伸、他SGDチーム、「ひとみ」コラボレーション
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Hitomi Calibration Files

    • URL

      https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/hitomi/calib/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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